有质弹簧缓慢腐蚀过程中的浸渐不变量及其电学推广
2021-08-19范洪义陈俊华
大学物理 2021年8期
关键词:物理
范洪义,陈俊华,吴 泽
(1. 中国科学技术大学 材料科学与工程系,安徽 合肥 230026;2. 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院 物理系,安徽 合肥 230026;3. 中国科学技术大学 近代物理系,安徽 合肥 230026 )
量子力学除了有薛定谔的波动力学表述、海森堡的矩阵力学表述(这两种表述被狄拉克视为同一,并发展为符号法)和费曼的路径积分表述外,还有一种常用的是相空间表述[1],相空间的维数是系统的自由度的两倍.可以说,玻尔-索末菲作用量的量子化(旧量子理论)就是在相空间中进行的.系统动力学的相空间描述的方式有利于“绝热不变量”(或称为浸渐不变量)的讨论.力学系统在外部条件无限缓慢改变(外来干扰)下的进程叫做“绝热”的[2,3,4].相对于外来干扰而言,需要加以量子化的量[5],从经典力学层面上看必须是对外来干扰不敏感的量.爱因斯坦曾经提出绝热不变量的概念,即在绝热过程中它是一个不变量.玻尔的原子轨道量子化也是受浸渐不变量的影响.
本文想到这样一个物理问题:现实生活中充满风雨阴晦,金属弹簧在空气和雨水浸蚀下缓慢腐蚀,刚度逐渐变小,或说劲度系数逐渐变化.于是就产生了一个有趣的物理问题.在弹簧缓慢腐蚀过程中,什么是浸渐不变量(或称为绝热不变量)? 本文求出这个问题的浸渐不变量,再将它推广到介观电容-电感回路的一种缓变情形,即讨论电解质电容中的电解液缓慢改变的情形下,什么是浸渐不变量.
